煤矿引入生产执行系统（MES）的必要性

摘要分析了MES系统在煤矿的适用性，介绍了MES系统的主要功能和实施MES系统的优点；认为MES系统提高企业对生产全过程的监督与控制能力，提高企业生产效率，提高生产安全性，细化管理，降低企业生产成本。

1、 MES系统在煤矿的适用性        MES全称生产执行系统(Manufacture Execute System)。是来源于制造业的一个管理信息化概念。顾名思义，MES系统辅助工厂贯彻和执行生产计划，是以过程数学模型为核心，连接实时数据库或非实时的关系数据库，对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成单元整合和系统优化，在生产过程层（而不是管理层）进行物料平衡，安排生产计划，实施调度、排产及优化。          长期以来，我国煤矿企业的管理机构一般是这样设置的：矿务局（集团公司）、矿、井(区)、队、班组这样一种塔式结构。在生产管理模式上，局生产管理部门负责局、矿生产布局，生产发展中、长期规划，生产系统改造完善，设备更新改造等工作；矿生产管理部门负责生产发展规划、生产系统改造完善的实施和日常生产组织管理工作。          在我国，煤炭企业信息化建设模式一般有两种情况：一种是以实时监控为核心的生产监控系统（DCS）；另一种是以ERP为代表的管理信息系统。然而，在过程自动化与管理信息化之间存在数字鸿沟，导致无法将管理同生产紧密结合，ERP等管理系统的应用效果大打折扣，甚至导致ERP系统实施失败。生产制造执行系统（MES），正是打通这一瓶颈不可或缺的手段。         根据以上的分析，西部世纪软件认为，MES系统在矿一级的生产单位，比ERP、DCS系统更适合其管理重点。这是因为：          首先，ERP系统并不适合于煤炭采掘企业。ERP系统的概念来源于制造企业，关键在于订单拉动生产，全面配置资源，使得高效生产、成本最低。特别适合于复杂的离散生产作业，通过物料编码(POM)系统，将订单分解成若干个零件，进行采购或生产计划。但是，煤炭采掘完全不同于离散制造，不存在订单分解问题；也不同于流程制造业的配方分解。这样，整个ERP系统的强项就发挥不出来。         其次，DCS系统也不能解决煤炭企业生产的问题。DCS系统全称离散控制系统(Distrubition Control System)。从字面意思来理解，就是将各种单独的控制单元集成在一起进行控制，例如电厂的总控。DCS系统的缺陷是仅仅将各种设备的控制集成在一起，与生产作业计划本身缺乏联系。需要人工来将生产作业计划分解成调控指令，在DCS系统中实现控制作业。          对于煤炭采掘企业，显然，ERP不能解决生产执行的问题，DCS也不能解决生产执行的问题。MES系统是合适的选择。

         MES在煤矿综合自动化系统中起着中间层的作用——在长期计划的指导下，MES根据底层控制系统(DCS)采集的与生产有关的实时数据，对短期生产作业的计划调度、监控、资源配置和生产过程进行优化。那么，MES依靠哪些技术、模块实现这一目标？尤其是与经营管理、控制系统如何实现协作呢？ 2、 MES的主要功能          作为一种计算机辅助生产管理系统，MES重要使命就是实现企业的连续信息流。它包含了许多功能模块。通过实践，MESA（MES国际联合会）归纳了11个主要的MES功能模块，包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。后来又添加了第12个功能模块：物料管理功能。         这些功能模块来源于制造企业。有很多模块对于煤炭采掘企业并不适用。因此，我们提出，对于煤炭采掘企业来说，MES系统应该包括如下主要功能模块： （1）基础信息管理。对煤炭生产执行系统所使用到的基础信息进行维护。具体内容包括设置系统默认值、维护基础信息、预设审批流程、维护工作面信息。 （2）生产计划管理。具体内容包括制定生产计划、调整生产计划和分解生产计划。 （3）生产组织管理。具体内容包括施工设计书管理、施工通知单管理、施工措施管理、总结验收管理。 （4）生产过程管理。具体内容包括班前会记录管理、值班台帐管理、停产损失管理、损失量管理、产量管理。 （5）一通三防管理。具体内容包括维护通灭工作调度值班台帐、维护一通三防安全检测信息、维护一通三防安全检测信息。 （6）工程数据管理。具体内容包括采煤工作面数据管理、掘进工作面数据管理、地测工程数据管理。 （7）生产调度管理。具体内容包括：生产例会管理、产量管理、调度管理、生产日报管理。 （8）生产信息查询。可以实现通过选择一个日期、工作面（巷道）、区队、矿来对其关联的查询做记录浏览，其中工作面和巷道均可图形化显示。同时还可以查询生产计划、施工通知单、施工验收记录、值班台帐、停产损失记录、通灭工作调度值班台帐、一通三防安全检测信息、采煤（掘进）工作面数据、工作面数据、日采煤产量、日掘进进尺、调度日报等信息。 （9）报表管理。管理的报表大类有生产信息报表、生产季报、生产月报、一通三防季报等。 （10）综合分析管理。采用同比/环比/趋势分析等方法对生产情况进行分析，并将分析结果以图形（饼图、折线图、柱线图、等）和表格的方式显示出来。 （11）技术文档归档管理。对生产技术管理中的技术文档进行归档的管理。 （12）与其他井下安全检测系统集成。为了满足不同用户对生产安全的系统需求，提供了与其他软件公司的井下安全监测系统集成的功能，例如与井下三维可视化系统、KJ95系统的集成，从而满足用户对生产过程中井下和井上部分的全方位监控。 （13）信息报警管理。可以通过设置报警条件来对符合条件的情况进行报警，并借助RTX等成熟的信息平台，快速地将报警信息发送到相关人员，以保证信息传递的时效性。         通过上述这些模块有效协作，MES在煤矿综合自动化系统中起着中间层的作用。在MES下层，是底层生产控制系统，包括DCS、PLC、NC/CNC和SCADA或这几种类型的组合；在MES上层，则是高层管理计划系统，包括ERP。 3、 方案的优势 （1）实现管控一体化。将企业业务管理网与各矿监测数据库相连，变原来的“安全孤岛”为现在的“共享平台”，形成了动态管理与闭环监控模式 （2）实现面向对象设计、组件化构造的系统。应用软件包含众多标准化的商业组件，这些模块可完成多种预定义、组合、安装和运行 （3）系统采用先进的设计思想，利用现代的编程技术，具备了好的可扩充性，可做到跨越任意平台，对接任意系统，真正实现资源的合理利用，为客户节约资源和成本 （4）系统秉承以人为本的设计风格，按照客户的日常业务处理设计直观的可视化图形操作界面。使操作简化易于掌握，可以帮助煤矿行政管理部门进一步的提高工作效率 （5）系统提供数据采集、传输、整理、分析功能。通过先进的处理手段将现场采集的数字信息转化为图形的可视化的报表，实时的记录下来，以备监管部门随时查阅 4、 结论         通过以上的分析，我们可以看出，煤矿引入MES系统，可以极大的提升煤炭企业对煤炭生产过程的管理和控制能力。MES提供DCS系统、ERP系统无法实现的区队级调度管理功能；提供ERP等管理信息系统无法实现的生产数据的获取与分析功能，成为区队生产和企业管理之间的桥梁，可以为企业带来现实的或潜在的经济效益： （1）提高企业对生产全过程的监督与控制能力，及时发现生产过程中存在的问题，将生产安全隐患扼杀在摇篮之中； （2）提高企业生产效率，最大限度地帮助企业有效使用现有生产资源； 提高生产安全性。通过大量使用工业控制设备与系统，可以减少人工差错与干预；

（3）依靠技术手段提高安全性； （4）细化管理，降低企业生产成本。通过各种信息技术的使用，减少人工需求，降低人员成本。另外，应用系统为管理者提供良好的工具，来改进和优化管理，降低成本消耗。